5.3++ATP的主要来源—细胞呼吸.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1、细胞生命活动所需要的主要能源物质是什么？直接给细胞的生命活动提供能量的物质是什么？,葡萄糖、ATP,回忆：,腺苷,磷酸基团,高能磷酸键,ADP+,Pi+,能量,酶,A,-,P,P,P,ATP的结构简式：,2、ATP在细胞内存在并不多，需要时刻不停地由ADP转化而来。ADP转化成ATP的过程中，所需要的能量从哪里来呢？,第五章,ATP,的主要来源,细胞呼吸,本节重点,1.细胞呼吸的概念及其与ATP形成的关系,2.有氧呼吸和无氧呼吸的过程及其特点,3.细胞呼吸的原理在生产和生活中的应用,拉瓦锡等在研究人的呼吸作用,拉瓦锡把,呼吸作用,比作碳和氢的“,缓慢燃烧过程,”。,1、呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？,2、呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那么剧烈吗？,、在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放能量吗？,都是有机物氧化分解放出能量的过程。,不能。,呼吸作用是逐步的氧化分解放能的。,能。,但是无氧呼吸释放的能量比有氧呼吸要少。,问题探讨,：,细胞呼吸是指,有机物,在细胞内经过一系列的,氧化分解,，生成,CO,2,或其他产物，释放出,能量,并生成,ATP,的过程。,一 什么叫细胞呼吸？,若用30,0,C的温水把买来的一包鲜酵母化开，用它发一块面团，几个小时后，面团便会渐渐膨大。用手抠开里面，你会发现面团里面变成,蜂窝,一样，有许多空隙，并且你能闻到,酒味,和酵母菌产生的特殊香味。所以我们吃的面包和馒头比较松软，味道也好。,我们喝的啤酒、白酒、医院里的酒精、化妆品中的甘油，都是用酵母菌生产的。酵母菌的细胞里含有丰富的蛋白质和维生素，所以也可以做成高级营养品添加到食品中，或用作饲养动物的高级饲料。,小资料,加入酵母菌和面作成的馒头、面包松软多孔，是因为发酵产生气体所致，那么，产生的气体是什么呢？在什么情况下产生的？,二 作出假设,一 提出问题,三 设计实验,四 进行实验,五 分析实验现象，得出结论,六 表达和交流,二 作出假设：,一 提出问题：,三 设计实验：,酵母菌在什么条件下产生酒精?,酵母菌在不同条件下是否都能产生的CO,2,？产生的CO,2,是否一样多?,酵母菌在,无氧,条件下产生酒精。,酵母菌在不同条件下都产生的CO,2,，且,有氧条件,下产生的CO,2,比,无氧条件,下多。,、鉴定有无,二氧化碳,产生：,二氧化碳可使澄清的石灰水变,混浊,；,也可使溴麝香草酚蓝(BTB)水溶液由,蓝变绿再变黄,。,、鉴定有无酒精产生：,、鉴定有无,二氧化碳,产生：,二氧化碳可使澄清的石灰水变,混浊,；也可使溴麝香草酚蓝水溶液由,蓝变绿再变黄,。,橙色的重铬酸钾(K,2,Cr,2,O,7,)溶液，在酸性条件下与,酒精发生化学反应，变成,灰绿色,根据实验需要，理清实验步骤,配制培养液,控制有氧、无氧环境,自变量、因变量、无关变量,设置,对比实验,科学检测因变量,限制好无关变量,明确实验目的，科学设计实验,设计实验须注意：,步骤一：配制酵母菌培养液,10g酵母菌+240mL5%葡萄糖溶液,A组,B组,实验步骤,步骤二：A实验组(有氧情况下),10%NaOH,酵母菌培养液,澄清石灰水,实验步骤,步骤二：B实验组(无氧情况下),酵母菌培养液,澄清石灰水,实验步骤,步骤三：鉴定是否有CO,2,产生;鉴定是否有酒精产生,0.5mL重铬酸钾的浓硫酸溶液,A组,B组,橙色,实验步骤,橙色,条件,澄清石灰水/出现的时间,重铬酸钾-浓硫酸溶液,有氧,无氧,变混浊快,无变化,变混浊慢,出现灰绿色,五 分析实验现象，得出结论,四 进行实验,酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞,呼吸，均能产生,二氧化碳,在有氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产,生大量的,二氧化碳,。,在无氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产,生,酒精,和少量的,二氧化碳,。,五 分析实验现象，得出结论,酵母菌在有氧和无氧的条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生了,大量的CO,2,和H,2,O,；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生,酒精,，还产生少量的,CO,2,。,五 分析实验现象，得出结论,六 表达和交流,适宜的温度条件下，在下列装置中都加入活酵母，,其中适于产生酒精的装置是（）,训练迁移,A,B,C,D,加入葡萄糖和水,加入葡萄糖,加入水,加入葡萄糖和水,并不断搅拌,A,地窖取大姜 夫妻吃大亏,近日，胶州胶莱镇王坛村的一对夫妇，下地窖取大姜时因缺氧发生昏迷，经治疗这对夫妇已经脱险。,医生告诉记者，张先生夫妇是因为地窖中氧气不足，吸入过多的二氧化碳大脑缺氧造成的。,思考：1、事故原因？,2、你的建议？,探究,方法建议：,提醒农民朋友进入储存白菜、萝卜、生姜等食物的地窖之前，将点燃的蜡烛送入窑内，如果蜡烛熄灭了，应待充分通风以后再下去。,事故原因：,地窖中的生物在细胞呼吸过程中，吸收,O,2,，产生,CO,2,。,为什么把手插进堆放一段时间的,新鲜谷堆，会有潮湿和发烫的感觉？,呼吸作用过程中：产生,H,2,O,，释放,热量,探究,为什么甜玉米放时间长了甜味会变淡，萝卜放久了会空心？,呼吸作用过程中：消耗,糖类等有机物,。,探究,请你推测出有氧呼吸的公式,探究课堂,糖类+氧气二氧化碳+水+能量,思考：反应条件及场所？,生物在细胞呼吸过程中，吸收,O,2,，产生,CO,2,。,呼吸作用过程中：产生,H,2,O,，释放,热量。,呼吸作用过程中：消耗,糖类等有机物,。,问题回顾,：,1.呼吸作用的场所是？,主要是线粒体，还有细胞质基质,2.线粒体的结构怎样？,双膜结构，内膜向内折叠成嵴（增大了内膜的面积），嵴的周围充满了液态的基质，内膜和基质中都含有许多与呼吸作用有关的酶。,有氧呼吸的过程图解,一、有氧呼吸,C,6,H,12,O,6,能量,（少量）,2丙酮酸,（2C,3,H,4,O,3,）,H,酶,C,6,H,12,O,6,酶,2C,3,H,4,O,3,4【H】能量,(少量),1.有氧呼吸的过程：,(三个阶段）,有氧呼吸,C,6,H,12,O,6,能量,（少量）,2丙酮酸 （2C,3,H,4,O,3,）,H,能量,（少量）,H,6CO,2,6H,2,O,酶,酶,2C,3,H,4,O,3,+6H,2,O,6CO,2,20【H】能量,（少量）,酶,1.有氧呼吸的过程：,C,6,H,12,O,6,能量,（少量）,2丙酮酸 （2C,3,H,4,O,3,）,H,能量,（少量）,H,O,2,12H,2,O+能量（大量）,6CO,2,6H,2,O,酶,酶,酶,24【H】+6O,2,12H,2,O+能量,（大量）,酶,1.有氧呼吸的过程：,第一个阶段,第二个阶段,第三个阶段,场所,反应物,生成物,产生能量,细胞质基质,主要是葡萄糖,丙酮酸、H,少量,线粒体基质,丙酮酸、H,2,O,CO,2,、H,少量,线粒体内膜,大量,H,2,O,H、O,2,2.有氧呼吸全过程的比较,酶,C,6,H,12,O,6,+6H,2,O,+6O,2,6CO,2,+12H,2,O,+能量,3.总反应式：,C,6,H,12,O,6,酶,2C,3,H,4,O,3,4【H】能量(,少量,),24【H】+6O,2,12H,2,O+能量,（,大量,）,酶,2C,3,H,4,O,3,+6H,2,O,6CO,2,20【H】能量（,少量,）,酶,C,6,H,12,O,6,+6H,2,O+6O,2,6CO,2,+12H,2,O+,能量,以上反应式中的,能量,能否写成,ATP,？,能量（2870kJ）,1161kJ,其余以,热能,形式散失,ATP,酶,1moL,概念：,指细胞在,氧,的参与下，通过多种,酶,的催化作用，把葡萄糖等有机物,彻底氧化分解,，产生二氧化碳和水，释放能量，生成,许多ATP,的过程。,1 场所:,2 条件:,3 物质变化:,4 能量变化:,注意点,细胞质基质、线粒体（主要）,O,2,、酶,有机物、O,2,、H,2,O CO,2、,H,2,O,2870kj,能量：,1161kj,能量存于,ATP,中，,形成,38,mol,的,ATP,。,其余以,热能,散失,，,能量转换效率是,40.5%,。,有氧呼吸,有机物被彻底氧化分解发生在第几阶段？,呼吸作用过程中吸收的氧气用于第几阶段？,如果你在思考上述问题的时候，消耗了2摩尔,葡萄糖，那么有多少能量转移到了ATP中？,第二,第三,1161kJx2,思考：,下列分别属于有氧呼吸的第几阶段：,产生CO,2,的阶段（）产生H,2,O的阶段（）氧气参与的阶段（）,产生ATP的阶段（）,产生ATP最多的阶段（）,二,三,三,三,一、二、三,刘翔在训练时常会在第二天早上肌肉发酸,为什么?,继续探究,苹果储藏久了为什么会有酒味呢？,继续探究,无氧呼吸的场所在哪里呢?,反应是如何进行的呢？,无氧呼吸的过程,葡 萄 糖,丙 酮 酸,H,少量能量,乙醇,酶I,乳酸,酶II,酒精+CO,2,乳酸,酶,C,6,H,12,O,6,2C,2,H,5,OH,（,酒精）,+,2CO,2,+,能量（,少量,）,酶,2.,无氧呼吸的反应式,陆生植物根细胞、苹果、酵母菌,产物为酒精和二氧化碳,二、无氧呼吸,C,6,H,12,O,6,2C,3,H,6,O,3,（,乳酸）+能量（,少量,）,酶,2.,无氧呼吸的反应式,高等动物、马铃薯块茎、甜菜块根、乳酸菌,产物为乳酸,二、无氧呼吸,3.概念：,细胞在,无氧或缺氧,的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成为,不彻底的氧化产物,，同时释放出,少量能量,的过程。,二、无氧呼吸,无氧呼吸特点：在氧存在时，无氧呼吸会受到抑制。,细胞有氧呼吸和无氧呼吸的比较,细胞质基质、线粒体,细胞质基质,O,2,、酶,缺氧或无氧、酶,H,2,O、CO,2,C,2,H,5,OH、CO,2,或C,3,H,6,O,3,释放,大量,能量，形成,大量ATP,释放,少量,能量，形成,少量ATP,C,6,H,12,O,6,+6H,2,O+6O,2,酶,12H,2,O+6CO,2,+,大量能量,C,6,H,12,O,6,酶,2C,2,H,5,OH（酒精）+2CO,2,+,少量能量,C,6,H,12,O,6,2C,3,H,6,O,3,+,少量能量,第一阶段完全相同;分解有机物，释放能量,酶,三、细胞呼吸的意义,1.呼吸作用为生物体的生命活动提供,能量,.呼吸作用释放出来的能量一部分转变为热能而散失,另一部分储存在中.,2.呼吸作用产生的一些中间产物,可以成为,合成体内的一些重要化合物的原料.,1、,温度,温度影响酶的活性,应用,：农作物种植适当增大昼夜温差；果蔬贮存适当降温,2、,O,2,缺氧导致无氧呼吸，产生的酒精对生物有毒害（使蛋白质变性）,应用,：中耕松土、水稻晒田,3、,CO,2,CO,2,浓度上升抑制呼吸作用,应用,：中耕松土,4、,H,2,O,代谢强度与水含量有关,四、影响细胞呼吸的因素：,五、细胞呼吸原理的应用,1.发酵技术,2.农业生产,3.粮食储藏和果蔬保鲜,细胞呼吸的中间产物是各种有机物之间,转化的枢纽，细胞呼吸原理在生产实践,中有广泛的应用。,1.发酵技术,生产啤酒、果酒和白酒等,生产乳酸类、柠檬酸类饮料,生产味精、酱油和醋,应用于垃圾、废水的处理,利用发酵产生沼气,2.农业生产,细胞呼吸为植物吸收营养物质、细胞的分裂、植株的生长和发育等,提供能量和各种原料,，因此，在农业生产上，要设法适当,增强细胞呼吸,，以促进作物的生长发育。,例：水稻生产中的适时露田和晒田等措施的实质就是为了,改善土壤通气条件,以增强根系的细胞呼吸。,3.粮食储藏和果蔬保鲜,细胞呼吸要消耗有机物，使有机物积累减少。因此，对粮食储藏和果蔬保鲜来说，又要设法,降低细胞的呼吸强度，尽可能减少有,机物的消耗等。,粮食储藏,果蔬保鲜,粮食储藏,粮食储藏时，要注意降低温度和保持干燥，抑制细胞呼吸，延长保存期限。,例：稻谷等种子含水量超过14.5时，呼吸速率就会骤然增加，释放出的热量和水分，会导致粮食霉变。,果蔬保鲜,为了抑制细胞呼吸，果蔬储藏时采用,降低氧浓度、冲氮气或降低温度,等方法。,例：苹果、梨、柑、橘等果实在01时可储藏几个月不坏；荔枝一般只能短期保鲜，但采用低温速冻等方法可保鲜68个月。,农村广泛采用,密闭的土窖,保存水果蔬菜，也是利用水果自身产生的二氧化碳抑制细胞呼吸的原理。,1.现有甲酵母菌进行有氧呼吸,乙酵母菌进行发,酵,若它们消耗等量的葡萄糖,则它们放出CO,2,和吸收的O,2,之比是 (),A.3,:1 B.1:2 C.4:3 D.2:3,C,2.下列5支试管中分别含有不同化学物质和活性,酵母菌细胞制备物。在适宜温度条件下，会产,生CO,2,的试管有 （）,葡萄糖+已破裂的细胞 葡萄糖+线粒体,丙酮酸+线粒体 葡萄糖+细胞质基质（隔,绝空气）丙酮酸+细胞质基质（隔绝空气）,A.B.C.D.,C,3.右图表示在储存蔬菜、水果时，大气中O,2,的浓度对植物组织内CO,2,产生的影响，试分析：,释放的相对值,CO,2,（1）A点表示植物组织,释放CO,2,较多，这些CO,2,是_的产物。,（2）由A到B，CO,2,的释放量急剧减小，其原因是 _。,（3）由B到C，CO,2,的释放量又不断增加，其主要原因是_；到C点以后CO,2,的释放量不再增加，其主要原因是_,_。,随O,2,的增加，无氧呼吸受到抑制,随氧浓度增大，有氧呼吸不断加强,无氧呼吸,受线粒体数量限制，有氧呼吸不再加强,4.陆生植物不能长期忍受无氧呼吸，这是因为,产生的酒精对细胞有毒害 产生的乳酸对,细胞有毒害 没有专门的无氧呼吸结构 ,产生的能量太少 （）,A.B.C.D.,D,5.关于无氧呼吸的叙述中，正确的是 (),A.不产生CO,2,B.一定产生CO,2,C.不形成ATP D.物质氧化分解不彻底,D,6.一运动员正在进行长跑训练，,从他的大腿肌肉细胞中检测到,3种化学物质，其浓度变化如,右图所示，图中 P、Q、R三曲,线依次代表 （）,B,锻炼时间（分）,A.O,2,、CO,2,、乳酸 B.乳酸、CO,2,、O,2,C.CO,2,、O,2,、乳酸 D.CO,2,、乳酸、O,2,7.右图表示北方的一个贮存白菜的地窖，随着O,2,的消耗，CO,2,浓度变化的情况。请据图回答：,（1）A,B段O,2,的消耗量很大，CO,2,浓度上升也很快，白菜在进行_呼吸。,（2）,段O,2,浓度接近，而CO,2,浓度仍在上升，白菜在进行_呼吸。,（3）,段O,2,浓度已很低，CO,2,浓度几乎不上升，原因是_,_,有氧,无氧,氧气浓度很低，有氧呼吸十分微弱，而无氧呼吸仍处于抑制状态,（4）从哪点开始，O,2,浓度的高低成为限制有氧呼吸的因素？_,（5）为了有利于较长时间地贮存大白菜，应把地窖的氧气控制在_段范围内。,B点,B C,在一定温度范围内，随温度的升高，细胞呼吸作用增 强；,在,最适温度,（a点所对应的温度），细胞呼吸作用最强；,温度高于,最适温度，酶的活性,下降（甚至,变性失活）,，细胞呼吸作用受抑制。,呼吸速率,温度,a,影响细胞呼吸的因素：,1.,温度,2、,氧气,：直接影响呼吸速率和呼吸性质，氧气的存在对无氧呼吸有抑制作用。,O,2,浓度为,零,时,只进行,无氧呼吸,，浓度为,10%以下,，既进行,有氧呼吸,又进行,无氧呼吸,，浓度为,10%以上,，只进行,有氧呼吸,。,A,B,C,A点：,A点到B点：,B点到C点：,只进行无氧呼吸，,释放较多,CO,2。,CO,2,释放急剧减少,-氧,气增多，无氧呼吸受抑,制，有氧呼吸还很弱。,CO,2,释放量不断上升,-氧,气增多，促进有氧呼吸。,3、,CO,2,浓度,CO,2,是呼吸作用产生的，从化学平衡角度分析，CO,2,浓度增加，呼吸速率下降。,消耗等量的葡萄糖，无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO,2,的摩尔数之比为：,消耗等量的葡萄糖时，有氧呼吸消耗的氧气与在有氧和无氧呼吸产生的CO,2,的摩尔数之和的比为：,产生等量的CO,2,时，无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖摩尔数之比为：,课后练习,